EP3021639B1

EP3021639B1 - Verfahren zum betreiben einer kochfeldeinrichtung und kochfeldeinrichtung

Info

Publication number: EP3021639B1
Application number: EP15191031.2A
Authority: EP
Inventors: Volker Ennen
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2035-10-22
Also published as: ES2624445T3; DE102014116787A1; EP3021639A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung und eine Kochfeldeinrichtung, mit der ein solches Verfahren durchgeführt werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kochfeldeinrichtung mit wenigstens einem Kochfeld mit einer Mehrzahl von Induktoren zum Beheizen von auf einem Arbeitsbereich des Kochfeldes abgestellten Gargefäßen.
Bei modernen Kochfeldern mit Induktionsbetrieb können die Töpfe oft an nahezu frei wählbaren Positionen abgestellt werden. Dabei werden die von einem Topf überdeckten Induktoren erkannt und zum Beheizen des Topfes eingesetzt. Eine solche sogenannte Vollflächeninduktion bietet gegenüber Kochfeldern mit festgelegten Kochpositionen einen verbesserten Komfort, da die Kochfläche optimal ausgenutzt werden kann. Je nach Anzahl und Form der eingesetzten Töpfe kann das Kochfeld individuell eingeteilt werden. Zudem können auch Töpfe mit verschiedensten Bodengeometrien gleichmäßig beheizt werden.
Problematisch ist es allerdings, wenn zwei Töpfe auf einem Kochfeld mit Vollflächeninduktion so angeordnet werden, dass sie sich einen oder mehrere Induktoren teilen. Da ein Induktor in der Regel immer nur mit einer bestimmten Leistungsstufe betrieben werden kann, ist es besonders problematisch, wenn der Benutzer für die beiden Töpfe jeweils eine andere Leistungsstufe eingestellt hat. Dabei darf z. B. das Gargut im Topf mit niedriger gewählter Leistungsstufe nicht anbrennen und das Gargut im Topf mit hoher gewählter Leistungsstufe muss dennoch ausreichend Energie bekommen.
Ein Kochfeld mit Vollflächeninduktion, bei dem sich mehrere Töpfe einen oder mehrere Induktoren teilen ist aus den Druckschriften FR 2 863 039 A1 , EP 2 034 800 A1 und EP 2 389 045 A1 EP 2 506 668 A2 bekannt. Die Druckschrift EP 2 405 714 A1 zeigt eine aus mehreren Induktoren aufgebaute Kochstelle für einen einzelnen Topf.
Im Stand der Technik wird häufig eine der beiden Leistungsstufen erhöht bzw. erniedrigt. Allerdings stellt dieser Ansatz nur einen Kompromiss bezüglich der tatsächlich vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufen dar. Für optimale Kochergebnisse ist die genaue Einhaltung der vorgegebenen Leistungsstufen aber sehr entscheidend. Da nicht jeder der beiden Töpfe die vom Benutzer voreingestellte und gewünschte Leistung erhält, ist die Regulierung der Leistungszufuhr im Falle einer Überschneidung von zwei Töpfen über einem Induktor noch weiter zu verbessern.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung und eine derartige Kochfeldeinrichtung zur Verfügung zu stellen, womit eine verbesserte Anpassung der Leistungszufuhr ermöglicht wird.
Dieser Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kochfeldeinrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 11. Einige Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Vorteile und Merkmale sind in der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung mit wenigstens einem Kochfeld. Das Kochfeld umfasst eine Mehrzahl von Induktoren zum Beheizen von auf einem Arbeitsbereich des Kochfeldes abgestellten Gargefäßen. Die Mehrzahl von Induktoren umfasst wenigstens eine Induktorengruppe mit einem ersten Induktor und einem zweiten Induktor und einem dritten Induktor. Dabei werden die aktuell von Gargefäßen wenigstens bereichsweise überdeckten Induktoren durch wenigstens eine Erkennungseinrichtung registriert und den Gargefäßen zugeordnet. Im Fall, dass der erste Induktor einem ersten Gargefäß zugeordnet und der zweite Induktor einem zweiten Gargefäß zugeordnet und der dritte Induktor vom ersten Gargefäß und vom zweiten Gargefäß gleichzeitig überdeckt ist, wird zur Anpassung eines Energieeintrags in wenigstens eines der Gargefäße bei einer gegebenen Induktorleistung eine Phasenlage eines Induktorstroms von wenigstens einem der Induktoren der Induktorengruppe durch wenigstens eine Phasenbeeinflussungseinrichtung eingestellt. Die Phasenlage des Induktorstroms des Induktors wird dabei relativ zu einer Phasenlage wenigstens eines benachbarten Induktors eingestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass durch Einstellung der Phasenlage die Ausrichtung des vom Induktorstrom erzeugten Magnetfeldes verändert und somit auch der Energieeintrag in ein oder mehrere Gargefäße gezielt beeinflusst werden kann. Dadurch wird ein weiterer Freiheitsgrad zur Anpassung des Energieeintrags in ein Gargefäß gewonnen. So kann die Einstellung der Phasenlage vorzugsweise zusätzlich zur Einstellung der Leistung des Induktors an sich eingesetzt werden, um den Energieeintrag optimal anpassen zu können.
Sind beispielsweise zwei Töpfe über einem Induktor aufgestellt und hat der Benutzer für jeden der Töpfe eine unterschiedliche Leistungsstufe vorgewählt, so kann zunächst eine mittlere Leistungszufuhr eingestellt werden oder die Leistungszufuhr wird für einen der beiden Töpfe bevorzugt eingestellt. Durch die gezielte Einstellung der Phasenlage eines oder mehrerer Induktoren insbesondere relativ zu der Phasenlage mindestens eines benachbarten Induktors kann der Energieeintrag noch zusätzlich zur Induktorleistung an sich reguliert werden. Möglich ist aber auch, dass der Energieeintrag allein durch die Einstellung der Phasenlage des jeweiligen Induktorstroms reguliert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit einen Energieeintrag, welcher optimal an die vom Benutzer eingestellten und gewünschten Leistungsstufen angepasst ist. Durch die entsprechend genaue Einhaltung der vorgegebenen Leistungsstufen sind somit auch optimale Garergebnisse erzielbar.
Vorzugsweise ist die Phasenbeeinflussungseinrichtung dazu geeignet, die Phasenlage einer Mehrzahl von Induktoren einzustellen. Besonders bevorzugt können die Phasenlagen aller Induktoren der Kochfeldeinrichtung eingestellt werden. Möglich ist aber auch, dass nur eine bestimmte Anzahl von Induktoren zur Anpassung durch die Phasenbeeinflussungseinrichtung vorgesehen ist. Es ist möglich, dass beispielsweise nur jeder zweite Induktor zur Einstellung der Phasenlage ausgebildet ist.
Die Kochfeldeinrichtung kann wenigstens eine oder auch nur eine Induktorengruppe umfassen. Dann gehören insbesondere alle Induktoren der Kochfeldeinrichtung zu der einen Induktorengruppe. Möglich ist aber auch, dass zwei oder mehr Induktorengruppen vorgesehen sind. Dabei kann die Anzahl von Induktoren zwischen den Induktorengruppen variieren oder gleich sein.
Insbesondere wird die Phasenlage zur Anpassung des Energieeintrags in einem Bereich zwischen wenigstens zwei Induktoren eingestellt. Durch die Einstellung der Phasenlage wird insbesondere der Energieeintrag ergänzend und/oder unabhängig von einer Induktorleistung angepasst. Die Induktorleistung wird vorzugsweise mittels wenigstens einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufe gesteuert. Die Induktorleistung ist dabei insbesondere die Leistung, welche dem Induktor zur Erzeugung eines Magnetfeldes zugeführt wird. Insbesondere ist die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Induktorleistung zu regeln.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Fließrichtung des elektrischen Stroms in wenigstens einem Induktor der Induktorengruppe verändert. Insbesondere wird dabei die Fließrichtung des elektrischen Stroms in wenigstens einem Induktor der Induktorengruppe relativ zu der Stromrichtung in wenigstens einem benachbarten Induktor eingestellt. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Änderung der Fließrichtung des elektrischen Stroms eine relativ einfache und unaufwendige Möglichkeit zur Anpassung der Ausrichtung des Magnetfeldes des Induktors bietet. Beispielsweise kann die Fließrichtung zweier benachbarter Induktoren wahlweise gegensinnig oder gleichsinnig geschaltet werden. Dabei ergeben sich z. B. bei gegensinnigen Fließrichtungen der Induktorströmen gleichsinnige Magnetfelder bzw. bei gleichsinnigen Fließrichtungen gegensinnige Magnetfelder.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird in wenigstens einem Induktor der Induktorengruppe die Phase des Induktorstroms um eine halbe Wellenlänge verschoben. Eine solche Phasenverschiebung ermöglicht eine unaufwendige Neuausrichtung des erzeugten Magnetfeldes bei dem Einsatz von wechselstrombetriebenen Induktoren. Vorzugsweise wird bei der Phasenverschiebung des einen Induktors die vorliegende Phase des elektrischen Stroms in wenigstens einem weiteren Induktor der Induktorengruppe berücksichtigt. Der Induktorstrom ändert sich insbesondere periodisch wellenförmig und vorzugsweise wenigstens in grober Näherung sinusförmig.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden für wenigstens zwei der Induktoren der Induktorengruppe unterschiedliche Phasenlagen eingestellt. Dadurch werden insbesondere gleichsinnige Magnetfelder erzeugt, sodass der Energieeintrag in ein Gargefäß verstärkt wird, welches die beiden Induktoren wenigstens teilweise überdeckt. Das hat den Vorteil, dass neben einer vorgegebenen Leistungsstufe noch eine zusätzliche Verstärkung des Leistungseintrags möglich ist. Das erlaubt besonders dann bessere Garergebnisse, wenn ein Induktor von zwei Töpfen überdeckt ist und für einen der beiden Töpfe eine geringere als die eingestellte Leistungsstufe gewünscht ist.
Insbesondere werden die Phasenlagen so eigestellt, dass sich im Gargefäß, welches beide Induktoren wenigstens teilweise überdeckt, ein gleichsinniges Magnetfeld ergibt. Bevorzugt ist, dass für wenigstens zwei der Induktoren der Induktorengruppe um eine halbe Wellenlänge verschobene Phasenlagen eingestellt werden, um den Energieeintrag in ein die beiden Induktoren wenigstens teilweise überdeckendes Gargefäß zu verstärken. Bevorzugt ist auch, dass für wenigstens zwei der Induktoren der Induktorengruppe gegensinnige Fließrichtungen der Induktorströme eingestellt werden, um den Energieeintrag in ein die beiden Induktoren wenigstens teilweise überdeckendes Gargefäß zu verstärken.
Bezüglich des Magnetfeldes gilt für die Begriffe "gleichsinnig" und "gegensinnig" im Sinne dieser Anmeldung die Definition, dass die lokale Ausrichtung der Magnetfelder insbesondere im Grenzbereich zweier oder mehrerer benachbarter Induktoren und/oder im Gargefäßboden gemeint ist. So ergeben sich im Grenzbereich zweier nebeneinander angeordneter Induktoren mit gegensinniger Fließrichtung des elektrischen Stroms zwei gleichsinnig ausgerichtete Magnetfelder. Die Einstellung solcher gleichsinnig ausgerichteter Magnetfelder bietet im Grenzbereich zwischen den Induktoren einen deutlich höheren Energieeintrag in ein darüber stehendes Gargefäß als bei gegensinnig ausgerichteten Magnetfeldern. So kann durch die Ausrichtung der Magnetfelder der Induktorengruppe der Energieeintrag in zwei Gargefäße unterschiedlich eingestellt werden, obwohl beide Gargefäße einen gemeinsamen Induktor überdecken und dieser Induktor aktuell nur eine bestimmte Induktorleistung abgibt.
Es können auch für wenigstens zwei der Induktoren der Induktorengruppe gleiche Phasenlagen eingestellt werden. Dadurch treten gegensinnige Magnetfelder auf, sodass insbesondere der Energieeintrag in ein Gargefäß verringert wird, welches die beiden Induktoren wenigstens teilweise überdeckt. Eine solche Verringerung des Energieeintrags ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn ein Gargefäß über einem Induktor aufgestellt ist, welcher mit einer höheren Leistungsstufe als der für dieses Gargefäß vorgewählten Leistungsstufe betrieben wird. Bevorzugt ist, dass für wenigstens zwei der Induktoren der Induktorengruppe die gleiche Fließrichtung des Induktorstroms eingestellt wird, um den Energieeintrag in ein die beiden Induktoren wenigstens teilweise überdeckendes Gargefäß zu verringern.
Vorzugsweise wird bei der Einstellung der Phasenlage des Induktorstroms wenigstens eine weitere Phasenlage berücksichtigt. Insbesondere wird bei der Einstellung der Phasenlage des Induktorstroms von wenigstens einem Induktor der Induktorengruppe die Phasenlage wenigstens eines benachbarten Induktors der Induktorengruppe berücksichtigt. Eine solche Berücksichtigung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Induktor an zwei oder drei oder mehr Induktoren grenzt. Dann kann beispielsweise gezielt einer der Induktoren zur Änderung der Phasenlage ausgewählt werden, ohne dass die Magnetfelder der anderen Induktoren ungünstig beeinflusst werden.
Es ist auch möglich, dass die zwei oder drei oder mehr Induktoren gezielt ausgewählt und deren Phasenlagen eingestellt werden, sodass eine günstige Kombination vom Magnetfeldausrichtungen erhalten wird, welche einen optimalen Energieeintrag in die überdeckenden Gargefäße ermöglichen. Vorzugsweise werden dabei die Phasenlagen der Induktoren ständig überwacht und registriert.
Es kann auch die Phasenlage von wenigstens einem Induktor der Induktorengruppe vorrangig eingestellt werden. Dabei kann bei der Einstellung der Phasenlage die bereits vorhandene Phasenlage verändert oder auch beibehalten werden. In Abhängigkeit der neuen Phasenlage des vorrangig eingestellten Induktors wird insbesondere die Phasenlage wenigstens eines anderen Induktors der Induktorengruppe eingestellt.
Dabei ist möglich, dass eine Mehrzahl von Induktoren oder auch alle anderen Induktoren neu eingestellt werden, nach dem der vorrangige Induktor eingestellt wurde. Der vorrangige Induktor kann dabei von einer Steuereinrichtung der Kochfeldeinrichtung bestimmt werden. Möglich ist aber auch, dass eine Vorgabe des Benutzers berücksichtigt wird. Beispielweise kann der Benutzer eine bestimmte Leistungsstufe vorrangig auswählen. Der Benutzer kann auch direkt einen oder mehrere Gargefäße als vorrangig bestimmen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die vom Benutzer für die beiden Gargefäße jeweils vorgegebenen Leistungsstufen miteinander verglichen werden. Dazu kann beispielsweise eine Steuereinrichtung vorgesehen sein. Vorzugsweise wird in Abhängigkeit eines Maßes für die Abweichung der Leistungsstufen voneinander der Energieeintrag angepasst. Beispielsweise ist bei gleichen oder entsprechend ähnlichen Leistungsstufen keine Anpassung des Energieeintrags notwendig.
Vorzugsweise wird desto eher der Energieeintrag angepasst, je stärker die vorgegebenen Leistungsstufen voneinander abweichen. Dabei ist auch möglich, dass bei mehreren Induktoren, welche von mehr als einem Gargefäß überdeckt werden, jeweils ein Maß für die Abweichung der eingestellten Leistungsstufen vorgenommen wird. Dabei wird insbesondere der Energieeintrag für die Gargefäße angepasst, bei welchen eine besonders große Abweichung der Leistungsstufen vorliegt. Bei der Bestimmung der Induktoren, bei denen die Phasenlage zur Anpassung des Energieeintrages eingestellt wird, kann dann das Maß für die Abweichung der Leistungsstufen berücksichtigt werden. Beispielsweise können für die Einstellung Phasenlage ein oder mehrere Induktoren in Abhängigkeit der Abweichung priorisiert werden.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die Induktorleistung des dritten Induktors der Induktorengruppe im Sinne einer Leistungssteuerung nachgeregelt wird. Dabei ist der dritte Induktor der Induktorengruppe insbesondere derjenige, welcher von wenigstens zwei Gargefäßen überdeckt ist. Eine solche Nachregelung ist vorteilhaft, weil der mehrfach überdeckte Induktor nicht gleichzeitig mit zwei unterschiedlichen Leistungsstufen betrieben werden kann. Z. B. ist eine Mittelung der Leistungsstufen für beide Gargefäße möglich. Anschließend kann die Induktorleistung entsprechend der gemittelten Leistungsstufe eingestellt werden. Alternativ ist auch eine Priorität für ein Gargefäß möglich, bei der die Induktorleistung entsprechend der vorrangigen Leistungsstufe eingestellt wird.
Die Nachregelung erfolgt insbesondere vor der Anpassung des Energieeintrags durch die Umpolung. Insbesondere wird die Induktorleistung in Abhängigkeit eines Maßes für die Abweichung der vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufen voneinander nachgeregelt. Das Nachregeln der Induktorleistung ist somit insbesondere zusätzlich zur Anpassung des Energieeintrags durch Veränderung der Phasenlage vorgesehen. Es kann auch eine Leistungsregelung unabhängig von der Anpassung des Energieeintrags durch Änderung der Phasenlage vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Kochfeldeinrichtung weist wenigstens ein Kochfeld mit einer Mehrzahl von Induktoren zum Beheizen auf einen Arbeitsbereich des Kochfeldes abgestellten Gargefäßes auf. Es ist wenigstens eine Steuereinrichtung zur Regelung einer Induktorleistung in Abhängigkeit einer vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufe vorgesehen. Dabei ist wenigstens eine Phasenbeeinflussungseinrichtung vorgesehen. Die Phasenbeeinflussungseinrichtung ist dazu geeignet und ausgebildet, eine Phasenlage eines Induktorstroms von wenigstens einem der Induktoren einzustellen. Die Phasenbeeinflussungseinrichtung ist zudem dazu geeignet und ausgebildet, die Phasenlage in Abhängigkeit einer mittels einer Erkennungseinrichtung registrierten Mehrfachüberdeckung wenigstens eines Induktors durch wenigstens zwei Gargefäße einzustellen. Hierbei wird eine Phasenlage eines Induktorstroms von wenigstens einem der Induktoren durch die wenigstens eine Phasenbeeinflussungseinrichtung relativ zu einer Phasenlage wenigstens eines benachbarten Induktors eingestellt. Durch die Phasenbeeinflussungseinrichtung ist ein Energieeintrag in wenigstens eines der zwei Gargefäße bei einer gegebenen Induktorleistungsstufe anpassbar.
Die erfindungsgemäße Kochfeldeinrichtung hat den Vorteil, dass der Energieeintrag in ein Gargefäß durch gezielte Veränderung der Phasenlage des Induktors angepasst werden kann. Eine solche Anpassung des Energieeintrags ist besonders dann wichtig, wenn ein Induktor von zwei Gargefäßen überdeckt wird, für welche unterschiedliche Leistungsstufen vorgegeben sind. Da der mehrfach überdeckte Induktor nur eine Leistung für beide Gargefäße bereitstellen kann, bietet die Phasenbeeinflussungseinrichtung daher eine sehr vorteilhafte Möglichkeit, die Leistungszufuhr besser regulieren zu können.
Dabei kann die Phasenbeeinflussungseinrichtung die Phase der Magnetfeldausrichtungen des mehrfach überdeckten Induktors und/oder der benachbarten Induktoren und/oder anderer Induktoren der Kochfeldeinrichtung durch Anpassung der Phasenlage verändern. Je nachdem, ob gleichsinnige oder gegensinnige Magnetfelder eingestellt sind, ergibt sich in den Grenzbereichen zwischen den Induktoren ein unterschiedlicher Energieeintrag.
Besonders bevorzugt ist die Kochfeldeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, für das zuvor beschriebene Verfahren eingesetzt zu werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist wenigstens eine Überwachungseinrichtung vorgesehen. Die Überwachungseinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die Phasenlagen der Induktorströme der jeweiligen Induktoren zu registrieren. Die Überwachungseinrichtung ist zudem insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, in Abhängigkeit der registrierten Phasenlagen diejenigen Induktoren vorzugeben, deren Phasenlagen die Phasenbeeinflussungseinrichtung einstellt.
Beispielsweise wählt die Überwachungseinrichtung die einzustellenden Induktoren danach aus, welche Leistungsstufe der Benutzer für die Gargefäße vorgegeben hat, die über den jeweiligen Induktoren aufgestellt sind. Die Überwachungseinrichtung kann auch die Fließrichtung des Induktorstroms erfassen. Möglich ist auch, dass die Überwachungseinrichtung wenigstens einen Magnetfeldsensor umfasst.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:

Figur 1: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kochfeldeinrichtung;
Figur 2: eine stark schematisierte Kochfeldeinrichtung in einer Draufsicht;
Figur 3: eine stark schematisierte Draufsicht einer weiteren Kochfeldeinrichtung;
Figur 4: eine Skizze eines zeitlichen Verlaufs von Induktorstrom und Magnetfeld in zwei benachbarten Induktoren; und
Figur 5: eine weitere Skizze des zeitlichen Verlaufs von Induktorstrom und Magnetfeld in zwei benachbarten Induktoren.

In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Kochfeldeinrichtung 1 mit einem in einer Arbeitsplatte 200 eingelassenen Kochfeld 2 gezeigt. Das Kochfeld 2 weist einen Arbeitsbereich 12 mit einer Glaskeramikplatte 32 auf, auf welcher ein Gargefäß 101 abgestellt ist. Im Arbeitsbereich 12 sind die Induktoren 3 zum Beheizen der dort abgestellten Gargefäße 101, 102 angeordnet, welche sich hier nicht sichtbar unter der Glaskeramikplatte 32 befinden.
Über einen Bedienbereich 22 kann der Benutzer verschiedene Einstellungen vornehmen, wie beispielsweise die Auswahl einer Leistungsstufe. Im Bedienbereich kann auch eine Anzeigeeinrichtung angeordnet sein, welche den Benutzer Informationen über den Betriebszustand liefert. Der Bedienbereich 22 ist hier in das Kochfeld 2 integriert, er kann aber auch separat vom Kochfeld 2 vorgesehen sein.
Die Kochfeldeinrichtung 1 dient hier zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dessen Ablauf mit Bezug auf die nachfolgenden Figuren beispielhaft beschrieben wird.
Die Figur 2 zeigt die Kochfeldeinrichtung 1, wobei im Arbeitsbereich 12 ein erstes Gargefäß 101 und ein weiteres Gargefäß 102 abgestellt sind. Die Kochfeldeinrichtung 1 ermöglicht insbesondere eine sogenannte Vollflächeninduktion, bei der über den gesamten Arbeitsbereich 12 ein Kochbetrieb möglich ist. Der Benutzer kann dabei seine eingesetzten Gargefäße 101, 102 nach Belieben im Arbeitsbereich 12 abstellen.
Um an den jeweils ausgewählten Positionen ein Beheizen der Gargefäße 101, 102 zu ermöglichen, sind hier über den Arbeitsbereich 12 mehrere Induktoren 3 verteilt. Beispielhaft weist die hier gezeigte Kochfeldeinrichtung 1 insgesamt acht Induktoren 3 auf. Die Kochfeldeinrichtung 1 kann aber auch über mehr oder weniger Induktoren 3 verfügen. Dabei können die Induktoren 3 eine andere als die hier nur beispielhaft gezeigte Form und Größe aufweisen. Die Induktoren 3 gehören einer Induktorengruppe 30 an.
In einem beispielhaften Kochbetrieb stellt der Benutzer beispielsweise ein erstes Gargefäß 101 im Arbeitsbereich 12 ab. Dabei wird das Abstellen des Gargefäßes 101 von einer Erkennungseinrichtung 4 registriert. Sodann erscheint im Bedienbereich 22 ein Bedienstrang 42 für Gargefäß 101, über welchen der Benutzer verschiedene Vorgaben für den Kochbetrieb einstellen kann. Beispielsweise wählt der Benutzer eine Leistungsstufe für den Heizbetrieb aus. Der Bedienstrang 42 kann dazu zum Beispiel per Fingerdruck bedient werden.
Anschließend wird das Gargefäß 101 durch die Induktoren 3 entsprechend der vorgegebenen Leistungsstufe beheizt. Zur Leistungssteuerung der Induktoren 3 ist hier ein Steuergerät 11 vorgesehen. Das Steuergerät 11 fragt dabei Informationen der Erkennungseinrichtung 4 ab, sodass nur die Induktoren 3 betrieben werden, welche vom Gargefäß 101 ganz bzw. teilweise überdeckt sind. Beispielsweise hat der Benutzer sein Gargefäß 101 hier über dem ersten Induktor 13 und dem zweiten Induktor 23 abgestellt, sodass diese beiden Induktoren 13, 23 zum Beheizen des Gargefäßes 101 eingesetzt werden.
Stellt der Benutzer nun ein weiteres Gargefäß 102 auf dem Arbeitsbereich 12 ab, ermittelt die Erkennungseinrichtung 4 sodann die von diesem Gargefäß 102 überdeckten Induktoren 3. In dem hier gezeigten Fall sind dies der zweite Induktor 23 und ein dritter Induktor 33. Zudem bekommt der Benutzer einen weiteren Bedienstrang 52 eingeblendet, über welchen er erneut eine Leistungsstufe vorgeben kann.
Der zweite Induktor 23 ist hier beispielhaft sowohl von dem ersten Gargefäß 101 als auch von dem zweiten Gargefäß 102 überdeckt. Eine solche Mehrfachüberdeckung 14 kann durch die Erkennungseinrichtung 4 beispielsweise anhand der unterschiedlichen Eigenresonanzen zweier Gargefäße erkannt werden. Die Mehrfachüberdeckung 14 bedeutet eine ungünstige Anordnung.
Besonders unvorteilhaft ist im Stand der Technik eine solche Anordnung dann, wenn der Benutzer für beide Gargefäße 101, 102 unterschiedliche Leistungsstufen vorgegeben hat, da nun fraglich ist, mit welcher Leistung der mehrfach überdeckte Induktor 23 angesteuert werden soll. Beispielsweise kann eine der Leistungsstufen vorrangig berücksichtigt werden oder es wird eine gemittelte Leistungsstufe eingestellt. Daher ergibt sich bei einer solchen Mehrfachüberdeckung 14 das Problem, das einem Gargefäß 101, 102 eine zu geringe bzw. eine zu hohe Leistung zugeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Kochfeldeinrichtung 1 bieten in einer solchen Situation den Vorteil, zusätzlich zur Einstellung der Induktorleistung den Energieeintrag in die Gargefäße 101, 102 entsprechend den Leistungsvorgaben des Benutzers anpassen zu können. Die Anpassung des Energieeintrags geschieht dabei über eine gezielte Einstellung der Phasenlage des Induktorstroms 16 eines oder mehrerer Induktoren 3 relativ zu der Phasenlage eines oder mehrerer benachbarter Induktoren 13, 23. Die Einstellung der Phasenlage führt dabei vorzugsweise zu einer Neuausrichtung eines vom Induktorstrom 16 erzeugten Magnetfeldes 7.
In der hier gezeigten Situation sind die Phasenlagen der Induktorströme 16 des ersten Induktors 13 und des zweiten Induktors 23 um eine halbe Wellenlänge verschoben. Alternativ können auch die Fließrichtungen 6 der Induktorströme 16 gegensinnig angelegt sein. Das kann z. B. durch einen invertierten Anschluss eines Induktors an die zugehörige Leistungselektronik erfolgen. Die Magnetfelder 7 des ersten Induktors 13 und des zweiten Induktors 23 sind dadurch so ausgerichtet, dass sie in einem Grenzbereich 43 zwischen den beiden Induktoren 13, 23 eine gleichsinnige Ausrichtung erfahren. Die Ausrichtung der Magnetfelder 7 werden dabei durch die entsprechenden Drehrichtungspfeile veranschaulicht. Durch die gleichsinnige Ausrichtung der Magnetfelder 7 erhöht sich im Grenzbereich 43 der Energieeintrag in das erste Gargefäß 101 bei einer gegebenen Induktorleistung.
In Grenzbereich 53 zwischen dem zweiten Induktor 23 und dem dritten Induktor 33 sind die Phasenlagen bzw. die Fließrichtungen der jeweiligen Induktorströme 16 hingegen gleichsinnig eingestellt. Dementsprechend sind die jeweiligen Magnetfelder gegensinnig ausgerichtet. Dadurch ergibt sich für das weitere Gargefäß 102 in Grenzbereich 53 bei einer gegebenen Induktorleistung ein niedrigerer Energieeintrag.
Eine solche Ausrichtung der Magnetfelder 7 ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft, wenn der Benutzer für das erste Gargefäß 101 eine höhere Leistungsstufe als für das weitere Gargefäß 102 eingestellt hat. Dann kann der von beiden Gargefäßen 101, 102 gemeinsam überdeckte zweite Induktor 23 mit z.B. einer mittleren Leistungsstufe betrieben werden, welche einen Wert zwischen der höheren und der niedrigeren vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufe einnimmt.
Durch die gezielte gleichsinnige Ausrichtung der Magnetfelder 7 im Grenzbereich 43 kann der Energieeintrag in das erste Gargefäß 101 nun angehoben werden, sodass der Energieeintrag besser der vom Benutzer gewünschten Leistungsstufe entspricht. Entsprechend kann durch die gegensinnige Ausrichtung der Magnetfelder 7 im Grenzbereich 53 der Energieeintrag für das weitere Gargefäß 102 verringert werden, um bestmöglichst den Benutzervorgaben zu entsprechen. Eine solche gezielte Ausrichtung der Magnetfelder 7 mittels der Einstellung der Phasenlagen ermöglicht auch bei einer Mehrfachüberdeckung eine besonders genaue Einhaltung der vom Benutzer gewünschten Einstellung für den Kochvorgang.
Zur Einstellung der Phasenlage des Induktorstroms ist hier eine Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 vorgesehen. Die Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die Phasenlage und/oder die Fließrichtung 6 des elektrischen Stroms in den Induktoren 3 zu verändern. Mittels der Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 ist die relative Fließrichtung der benachbarten Induktoren vorzugsweise umkehrbar. Die Fließrichtung 6 in den Induktoren 3 ist hier durch eine Pfeilspitze angedeutet.
In der hier gezeigten Situation ist die Fließrichtung 6 des Induktorstroms des ersten Induktors 13 gegensinnig zur Fließrichtung 6 des zweiten Induktors 23, sodass sich gleichsinnig ausgerichtete Magnetfelder 7 ergeben. Die Fließrichtung 6 des zweiten Induktors ist hier parallel zur Fließrichtung 6 des dritten Induktors 33 geschaltet. Dabei ergeben sich gegensinnig ausgerichtete Magnetfelder 7. Durch die Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 kann somit die relative Ausrichtung der Magnetfelder durch eine geeignete Einstellung der Phasenlage des elektrischen Stroms 16 in den Induktoren 3 beeinflusst werden.
Eine Überwachungseinrichtung 8 ist hier dazu vorgesehen, die Phasenlage bzw. die Fließrichtung 6 der Induktorströme 16 in den jeweiligen Induktoren 3 zu überwachen und zu registrieren. Die Überwachungseinrichtung 8 gibt zudem die Induktoren 3 vor, bei denen die Phasenlagen von der Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 ausgerichtet werden. Dabei kann die Überwachungseinrichtung 8 die Erkennungseinrichtung 4 abfragen und somit die Induktoren 3 berücksichtigen, bei denen eine Mehrfachüberdeckung 14 vorliegt. Weiterhin berücksichtigt die Überwachungseinrichtung 8 die vom Benutzer für die jeweiligen Gargefäße 101, 102 vorgegebenen Leistungsstufen, z.B. durch Abfrage der Steuereinrichtung 11.
Eine solche Überwachungseinrichtung 8 hat den Vorteil, dass gezielt Induktoren 3 zur Einstellung der Phasenlage ausgewählt werden. So wird beispielsweise vermieden, dass durch eine Einstellung der Phasenlage zwar der Energieeintrag in einem Grenzbereich 43 optimiert wird, in einem anderen Grenzbereich 53 der Energieeintrag aber durch die Einstellung ungünstig beeinflusst wird. Daher berücksichtigt die Überwachungseinrichtung 8 bei der Auswahl des einzustellenden Induktors 3 auch die Phasenlagen bzw. die Fließrichtungen 6 der umliegenden benachbarten Induktoren 3.
Die Figur 3 zeigt die Kochfeldeinrichtung 1 der Figur 2 mit alternativ ausgerichteten Magnetfeldern 7. In der hier gezeigten Situation hat der Benutzer beispielsweise für das erste Gargefäß 101 eine geringere Leistungsstufe vorgewählt als für das weitere Gargefäß 102. Diese Leistungsvorwahl wurde von der Überwachungseinrichtung berücksichtigt, sodass der Energieeintrag in das erste Gargefäß 101 bei einer gegebenen Induktorleistung geringer ausfällt als für das weitere Gargefäß 102.
Ausgehend von der in der Figur 2 gezeigten Ausrichtung der Magnetfelder 7 wurde zur Anpassung des Energieeintrags hier das Magnetfeld 7 des zweiten Induktors 23 neu ausgerichtet. Dazu wurde die Fließrichtung 6 des elektrischen Stroms im zweiten Induktor 23 durch die Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 umgekehrt. Alternativ kann mittels der Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 auch die in der Figur 2 eingestellte Phasenlage um eine halbe Wellenlänge verschoben werden, sodass sich hier eine gleichsinnige Phasenlage ergibt.
Dadurch ergibt sich im Grenzbereich 43 eine antiparallele Fließrichtung des elektrischen Stroms 16 des ersten und zweiten Induktors 13, 23. Entsprechend sind deren Magnetfelder 7 in Grenzbereich 43 gegensinnig ausgerichtet, sodass der Energieeintrag bei gegebener Induktorleistung abgeschwächt wird. Entsprechend der vom Benutzer gewählten höheren Leistungsstufe für das weitere Gargefäß 102 ist die Fließrichtung 6 des elektrischen Stroms im zweiten Induktor 23 und dritten Induktor 33 nun in entgegengesetzte Richtung (im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn). Dadurch ergibt sich im Grenzbereich 53 eine parallele Stromrichtung. Für deren Magnetfelder 7 ergibt sich somit eine gleichsinnige Ausrichtung, welche zu einer verstärkten Leistungszufuhr bei gegebener Induktorleistungsstufe in das weitere Gargefäß 102 führt.
Die Figur 4 zeigt in der links dargestellten Auftragung eine Skizze eines zeitlichen Verlaufs der Phasenlagen der Induktorströme 16 zweier benachbarter Induktoren 13, 23. Die Phasenlage ist hier mittels der Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 so eingestellt, dass sich eine im Wesentlichen identische Phasenlage bzw. eine gleichsinnige Fließrichtung 6 ergibt. Rechts daneben sind die Verläufe der von den jeweiligen Induktorströmen 16 induzierten Magnetfelder 7 aufgetragen. Ganz rechts sind die beiden Induktoren 13, 23 mit ihren jeweiligen Induktorströmen 16 sowie den zugehörigen Magnetfeldern 7 stark schematisiert dargestellt. Es liegen hier im Grenzbereich 43 antiparallele Magnetfelder 7 vor. Die magnetische Feldstärke ist durch ein "H" symbolisiert. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Momentaufnahme zu einem gegebenen Zeitpunkt. Es ist zu berücksichtigen, dass die Magnetfelder 7 permanent die Richtung wechseln, wobei ihre Ausrichtung zueinander aber insbesondere gleich bleibt.
Die Figur 5 zeigt in der links dargestellten Auftragung eine weitere Skizze eines zeitlichen Verlaufs der Phasenlagen der Induktorströme 16 zweier benachbarter Induktoren 13, 23. Die Phasenlage ist hier mittels der Phasenbeeinflussungseinrichtung 5 so eingestellt, dass sich ein Versatz um eine halbe Wellenlänge ergibt. Die Fließrichtung 6 ist entgegengesetzt. Somit liegen hier im Grenzbereich 43 parallele Magnetfelder 7 vor.

Bezugszeichenliste

1: Kochfeldeinrichtung
2: Kochfeld
3: Induktor
4: Erkennungseinrichtung
5: Phasenbeeinflussungseinrichtung
6: Fließrichtung
7: Magnetfeld
8: Überwachungseinrichtung
11: Steuereinrichtung
12: Arbeitsbereich
13: Induktor
14: Mehrfachüberdeckung
16: Induktorstrom
22: Bedienbereich
23: Induktor
30: Induktorengruppe
32: Glaskeramikplatte
33: Induktor
42: Bedienstrang
43: Grenzbereich
52: Bedienstrang
53: Grenzbereich
101: Gargefäß
102: Gargefäß
200: Arbeitsplatte

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) mit wenigstens einem Kochfeld (2) mit einer Mehrzahl von Induktoren (3) zum Beheizen von auf einem Arbeitsbereich (12) des Kochfeldes (2) abgestellten Gargefäßen (101, 102), wobei die Mehrzahl von Induktoren (3) wenigstens eine Induktorengruppe (30) mit einem ersten Induktor (13) und einem zweiten Induktor (23) und einem dritten Induktor (33) umfasst,
wobei die aktuell von Gargefäßen (101, 102) wenigstens bereichsweise überdeckten Induktoren (3) durch wenigstens eine Erkennungseinrichtung (4) registriert und den Gargefäßen (101, 102) zugeordnet werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass, wenn der erste Induktor (13) einem ersten Gargefäß (101) zugeordnet und der zweite Induktor (23) einem zweiten Gargefäß (102) zugeordnet ist und der dritte Induktor (33) vom ersten Gargefäß (101) und vom zweiten Gargefäß (102) gleichzeitig überdeckt ist, zur Anpassung eines Energieeintrags in wenigstens eines der Gargefäße (101, 102) bei einer gegebenen Induktorleistung eine Phasenlage eines Induktorstroms (16) von wenigstens einem der Induktoren (3) der Induktorengruppe (30) durch wenigstens eine Phasenbeeinflussungseinrichtung (5) relativ zu einer Phasenlage wenigstens eines benachbarten Induktors (3) eingestellt wird.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließrichtung (6) des Induktorstroms (16) in wenigstens einem Induktor (3) der Induktorengruppe (30) verändert wird.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase des Induktorstroms (16) in wenigstens einem Induktor (3) der Induktorengruppe (30) um eine halbe Wellenlänge verschoben wird.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens zwei der Induktoren (3) der Induktorengruppe (30) unterschiedliche Phasenlagen eingestellt werden, um den Energieeintrag in ein die beiden Induktoren (3) wenigstens teilweise überdeckendes Gargefäß (101, 102) zu verstärken.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens zwei der Induktoren (3) der Induktorengruppe (30) gleiche Phasenlagen eingestellt werden, um den Energieeintrag
in ein die beiden Induktoren (3) wenigstens teilweise überdeckendes Gargefäß (101, 102) zu verringern.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einstellung der Phasenlage des Induktorstroms (16) wenigstens eines Induktors (3) der Induktorengruppe (30) die Phasenlage von wenigstens einem benachbarten Induktor (3) der Induktorengruppe (30) berücksichtigt wird.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage des Induktorstroms (16) von wenigstens einem Induktor (3) der Induktorengruppe (30) vorrangig eingestellt wird und dass in Abhängigkeit der vorrangig eingestellten Phasenlage die Phasenlage wenigstens eines anderen Induktors (3) der Induktorengruppe (30) eingestellt wird.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage des Induktorstroms (16) des Induktors (3) der Induktorengruppe (30) vorrangig eingestellt wird, welcher einem Gargefäß (101, 102) mit der höchsten vorgegebenen Leistungsstufe und/oder mit der niedrigsten vorgegebenen Leistungsstufe zugeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Benutzer für die beiden Gargefäße (101, 102) jeweils vorgegebene Leistungsstufen miteinander verglichen werden und dass in Abhängigkeit eines Maßes für die Abweichung der Leistungsstufen voneinander der Energieeintrag angepasst wird.
Verfahren zum Betreiben einer Kochfeldeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines Maßes für die Abweichung der vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufen voneinander die Induktorleistung des dritten Induktors (33) der Induktorengruppe (30) nachgeregelt wird.
Kochfeldeinrichtung (1) mit wenigstens einem Kochfeld (2) mit einer Mehrzahl von Induktoren (3) zum Beheizen von auf einem Arbeitsbereich (12) des Kochfeldes (2) abgestellten Gargefäßen (101, 102) und mit wenigstens einer Steuereinrichtung (11) zur Regelung einer Induktorleistung in Abhängigkeit einer vom Benutzer vorgegebenen Leistungsstufe,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Phasenbeeinflussungseinrichtung (5) vorgesehen und dazu geeignet und ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer mittels einer Erkennungseinrichtung (4) registrierten Mehrfachüberdeckung (14) wenigstens eines Induktors (3) durch wenigstens zwei Gargefäße (101, 102) eine Phasenlage eines Induktorstroms (16) von wenigstens einem der Induktoren (3) einzustellen, um einen Energieeintrag in wenigstens eines der zwei Gargefäße (101, 102) bei einer gegebenen Induktorleistungsstufe anzupassen, wobei eine Phasenlage eines Induktorstroms (16) von wenigstens einem der Induktoren (3) durch die wenigstens eine Phasenbeeinflussungseinrichtung (5) relativ zu einer Phasenlage wenigstens eines benachbarten Induktors (3) eingestellt wird.
Kochfeldeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Überwachungseinrichtung (8) zur Registrierung der Phasenlagen der Induktorströme (16) von den jeweiligen Induktoren (3) vorgesehen ist, wobei die Überwachungseinrichtung (8) dazu geeignet und ausgebildet ist, in Abhängigkeit der registrierten Phasenlagen diejenigen Induktoren (3) vorzugeben, deren Phasenlage die Phasenbeeinflussungseinrichtung (5)einstellt.